一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶，所述防火密封胶以硅酸钠、聚异丁烯为基体胶，以纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁作为复合阻燃剂，以纳米碳酸钙作为填充剂，以改性气凝胶与改性纳米水滑石作为协同增效剂，并加入偶联剂；所述改性气凝胶是以硅/锆复合气凝胶颗粒为芯材，以聚合物作为壁材制得的改性气凝胶；所述改性纳米水滑石是在纳米水滑石层间插入十二烷基磺酸根，并加入聚合物单体溶液进行原位聚合改性制得。本发明专利技术还公开了该防火密封胶的制备方法；本发明专利技术提供的防火密封胶，具有良好的密封性能、防火性能与力学性能，且制备简单。

【技术实现步骤摘要】
一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶及其制备方法
：本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶及其制备方法。
技术介绍
：在建筑施工中，由于需要的功能和结构的过程中，内部具有大量的机械和电气管道是纵横交错在地板与墙之间的。因此，它导致地面和管道之间，或者墙壁与管道之前有许多孔隙。这些孔隙应采取密封措施，一旦建筑发生火灾时，烟雾会快速蔓延起来，迅速扩大。防火密封胶是一种封堵用的密封材料，具有密封与防火的双重性能。目前的防火密封胶很多，但是很难具有兼具有防火性能、力学性能均优异的密封胶来满足用户的要求。因此高性能密封胶的发展迫在眉睫。
技术实现思路
：本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶；本专利技术采用改性气凝胶与改性纳米水滑石作为阻燃剂的协同增效剂，制得的密封胶不仅具有良好密封性能、防火性能，且力学性能佳。本专利技术还公开了该基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶的制备方法，该方法操作简单，制备成本低。为更好的解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶，所述防火密封胶以硅酸钠、聚异丁烯为基体胶，以纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁作为复合阻燃剂，以纳米碳酸钙作为填充剂，以改性气凝胶与改性纳米水滑石作为协同增效剂，并加入偶联剂；所述改性气凝胶是以硅/锆复合气凝胶为基体，并添加聚合物进行交联改性制得的改性气凝胶；所述改性纳米水滑石是在纳米水滑石层间插入十二烷基磺酸根，并加入聚合物单体溶液进行原位聚合改性制得。作为上述技术方案的优选，所述防火密封胶中各组分的用量以重量份计，分别为：硅酸钠35～45份，聚异丁烯15～20份，纳米氢氧化铝3～5份，纳米氢氧化镁3～5份，纳米碳酸钙20～30份，改性气凝胶1～3份，改性纳米水滑石2～3份，偶联剂0.5～1份。作为上述技术方案的优选，所述改性气凝胶的制备方法具体为：首先将硅源、锆源加入到无水乙醇、异丙醇的混合溶液中，然后滴加去离子水混合，混合均匀后向混合溶液中滴加盐酸，调节混合溶液的pH至1～2；常温下搅拌反应1.5～3.5h，反应结束后，向反应体系中缓慢滴加氨水，制得含硅/锆湿凝胶；将含硅/锆湿凝胶50～60℃水浴下老化后，将凝胶置于硅烷偶联剂的乙醇中静置处理1～4h，取出后进行超临界干燥，将干燥得到的气凝胶加入到甲基丙烯酸甲酯的水溶液中，浸泡处理2～4h，加入过硫酸钾，60～70℃下反应2～3h，反应结束自然冷却至室温，制得改性气凝胶。作为上述技术方案的优选，所述硅源为硅酸四乙酯；所述锆源为异丙醇锆。作为上述技术方案的优选，所述硅源、锆源、无水乙醇、异丙醇、去离子水的摩尔比为1:1:5:5:7。作为上述技术方案的优选，所述含硅/锆湿凝胶、甲基丙烯酸甲酯、硅烷偶联剂、过硫酸钾的质量比为1：(0.2～0.3)：(0.01～0.02)：0.001。作为上述技术方案的优选，所述改性纳米水滑石的制备方法为：将纳米水滑石粉末加入到十二烷基磺酸钠的乙醇溶液中，超声处理后，然后加入丙烯酸、丙烯酰胺，N,N-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌混合后，继续加入过硫酸钾作为引发剂，在60～80℃下反应2～4h，反应结束后冷却至室温；过滤，将过滤得到的固体干燥后，研磨处理，制得改性纳米水滑石。作为上述技术方案的优选，所述纳米水滑石粉末、十二烷基磺酸钠、丙烯酸、丙烯酰胺，N,N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾的质量比为5：0.001：(0.8～1.2)：0.5:0.001：(0.001～0.003)。为了更好的解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将硅酸钠、聚异丁烯加入到捏合机中进行混合处理；然后加入偶联剂、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米碳酸钙，继续混合处理，制得混合物料；(2)向上述混合物料中继续加入改性气凝胶、改性纳米水滑石，搅拌混合均匀，制得防火密封胶。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶，以硅酸钠、聚异丁烯为基体胶，以纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁作为复合阻燃剂，以纳米碳酸钙作为填充剂，以改性气凝胶与改性纳米水滑石作为协同增效剂，并加入偶联剂；所述改性气凝胶是以硅/锆复合气凝胶为基体，并添加聚合物进行交联改性制得的改性气凝胶；所述改性纳米水滑石是在纳米水滑石层间插入十二烷基磺酸根，并加入聚合物单体溶液进行原位聚合改性制得。纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝作为阻燃剂，在受热后可以释放结晶水，能够有效吸收周围热量气化，从而将可燃气体进行稀释，从而达到阻燃的效果；而且其活性高，可以在阻燃物表面形成一层致密的碳化膜，进一步阻燃。气凝胶吸附性好，且活性大，具有良好的隔热性能；而且气凝胶的多孔结构可以吸附纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝受热释放的结晶水，促进金属氧化物的产生，从而促进被阻燃物表面碳化膜的形成。纳米水滑石材料活性高，在受热时会脱去层间水，吸收大量热量，从而释放出水蒸气来稀释可燃气体，促进被阻燃物表面碳化膜的形成；提高了密封胶的防火阻燃性能。本专利技术在制备防火密封胶的过程中，首先制备含钛/锆湿凝胶，然后老化后加入硅烷偶联剂的乙醇溶液中进行反应；钛/锆凝胶网状结构中含有大量的活性基团可与硅烷偶联剂进行有效结合，然后加入甲基丙烯酸甲酯，并加入引发剂进行反应，制得聚甲基丙烯酸甲酯改性的钛/锆气凝胶；其分散性好，力学性能优异。纳米水滑石材料虽然性能优异，但是其与基体胶的相容性不好；本专利技术首先在纳米水滑石的层间插入十二烷基磺酸根，增大层间距离，然后加入到聚合物单体溶液中，在聚合物聚合的过程中，将纳米水滑石进行剥离处理，制得的改性水滑石材料分散性好，与基体的相容性好。本专利技术制得的密封胶不仅具有良好密封性能、防火性能，且力学性能佳。具体实施方式：下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶，以重量份计，包括：硅酸钠35份，聚异丁烯15份，纳米氢氧化铝3份，纳米氢氧化镁3份，纳米碳酸钙20份，改性气凝胶1，改性纳米水滑石2，偶联剂0.5；其制备方法包括以下步骤：(1)首先将1mol硅酸四乙酯、1mol异丙醇锆加入到5mol无水乙醇、5mol异丙醇的混合溶液中，然后滴加7mol去离子水混合，混合均匀后向混合溶液中滴加盐酸，调节混合溶液的pH至1～2；常温下搅拌反应1.5h，反应结束后，向反应体系中缓慢滴加氨水，制得含硅/锆湿凝胶；将含硅/锆湿凝胶50℃水浴下老化后，将10g老化后的凝胶置于含有0.1硅烷偶联剂的乙醇中静置处理1h，取出后进行超临界干燥，将干燥得到的气凝胶加入到含有2g甲基丙烯酸甲酯的水溶液中，浸泡处理2h，加入0.01g过硫酸钾，60℃下反应2h，反应结束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶，其特征在于：所述防火密封胶以硅酸钠、聚异丁烯为基体胶，以纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁作为复合阻燃剂，以纳米碳酸钙作为填充剂，以改性气凝胶与改性纳米水滑石作为协同增效剂，并加入偶联剂；所述改性气凝胶是以硅/锆复合气凝胶为基体，并添加聚合物进行交联改性制得的改性气凝胶；所述改性纳米水滑石是在纳米水滑石层间插入十二烷基磺酸根，并加入聚合物单体溶液进行原位聚合改性制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶，其特征在于：所述防火密封胶以硅酸钠、聚异丁烯为基体胶，以纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁作为复合阻燃剂，以纳米碳酸钙作为填充剂，以改性气凝胶与改性纳米水滑石作为协同增效剂，并加入偶联剂；所述改性气凝胶是以硅/锆复合气凝胶为基体，并添加聚合物进行交联改性制得的改性气凝胶；所述改性纳米水滑石是在纳米水滑石层间插入十二烷基磺酸根，并加入聚合物单体溶液进行原位聚合改性制得。


2.根据权利要求1所述的一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶，其特征在于：所述防火密封胶中各组分的用量以重量份计，分别为：硅酸钠35～45份，聚异丁烯15～20份，纳米氢氧化铝3～5份，纳米氢氧化镁3～5份，纳米碳酸钙20～30份，改性气凝胶1～3份，改性纳米水滑石2～3份，偶联剂0.5～1份。


3.根据权利要求1所述的一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶，其特征在于：所述改性气凝胶的制备方法具体为：首先将硅源、锆源加入到无水乙醇、异丙醇的混合溶液中，然后滴加去离子水混合，混合均匀后向混合溶液中滴加盐酸，调节混合溶液的pH至1～2；常温下搅拌反应1.5～3.5h，反应结束后，向反应体系中缓慢滴加氨水，制得含硅/锆湿凝胶；将含硅/锆湿凝胶50～60℃水浴下老化后，将凝胶置于硅烷偶联剂的乙醇中静置处理1～4h，取出后进行超临界干燥，将干燥得到的气凝胶加入到甲基丙烯酸甲酯的水溶液中，浸泡处理2～4h，加入过硫酸钾，60～70℃下反应2～3h，反应结束自然冷却至室温，制得改性气凝胶。


4.根据权利要求3所述的一种基于气凝胶与纳米水滑石协同增效的防火密封胶，其特征在于：所述硅源为硅酸四乙酯；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：范建康，徐志浩，
申请(专利权)人：上海嗣高新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31